Vielseitig und leistungsstark CO2-Laser | Multitalente zur Laserbeschriftung

Ein CO2-Laserbeschrifter ist ein industrielles Markiersystem, das als Laserquelle ein Kohlendioxid-Lasermedium verwendet. Durch elektrische Anregung eines CO2-Gasgemischs wird infrarotes Laserlicht im Wellenlängenbereich von etwa 9,3–10,6 μm erzeugt. Dieser unsichtbare Infrarotlaserstrahl wird mittels Linsen und Spiegeln auf das Werkstück fokussiert und erhitzt lokal die Materialoberfläche. Je nach Material führt die Energie des Strahls zu unterschiedlichsten Markiereffekten: Verdampfen oder Abtragen der Oberfläche (Gravur), Farbwechsel oder Aufschäumen bei Kunststoffen sowie Einbrennen in organische Materialien. Das Ergebnis sind dauerhafte und präzise Markierungen (z. B. Seriennummern, Barcodes, 2D-Codes, Logos) ohne den Einsatz von Tinte oder anderen Zusatzstoffen.

CO2-Laser arbeiten im mittleren Infrarotbereich und eignen sich besonders für alle Materialien, die dieses Laserlicht stark absorbieren. Dazu zählen zahlreiche nichtmetallische Werkstoffe wie Kunststoffe (beispielsweise PE, PP, PET, PVC), Harze, Gummi, Glas, Keramik, Holz, Papier, Pappe, Leder sowie andere organische Materialien (etwa Textilien oder Lebensmittel). Auch lackierte oder beschichtete Oberflächen lassen sich gut markieren – so können CO2-Laser lackierte Metalle und eloxiertes Aluminium effizient und kontrastreich beschriften. Unbeschichtete (blanke) Metalle hingegen absorbieren den CO₂-Laser kaum und lassen sich deshalb ohne spezielle Vorbehandlung nicht direkt oder nur unzureichend markieren.

Moderne CO₂-Laserbeschrifter erzielen sehr hohe Markiergeschwindigkeiten, was sie ideal für Hochdurchsatz-Produktionslinien macht. Abhängig von der Laserleistung und Optik sind z. B. Schreibgeschwindigkeiten von bis zu ~2.100 Zeichen pro Sekunde sowie Liniengeschwindigkeiten bis zu 900 Metern pro Minute erreichbar. Dadurch können auch bei schnell laufenden Fertigungsbändern (Markieren „on-the-fly“) klare Codes und Beschriftungen ohne Produktionsstopp aufgebracht werden. In der Praxis hängt die tatsächlich erzielbare Geschwindigkeit von Faktoren wie Material, Markierinhalt, gewünschter Tiefe/Kontrast und Laserleistung ab – CO2-Laser bieten jedoch generell eine sehr schnelle und effiziente Markiermethode.

Ihre Wellenlänge befindet sich im infraroten Bereich zwischen 9,3 und 10,6 μm.

Ja, aber nur unter bestimmten Voraussetzungen. Reine (polierte) Metalle reflektieren den CO2-Laserstrahl im 10,6-µm-Bereich stark, sodass eine direkte Markierung auf blankem Metall in der Regel nicht möglich ist. Mit einem CO2-Laser können jedoch Metalle markiert werden, die eine absorbierende Oberfläche besitzen – beispielsweise dunkel lackierte oder eloxierte Metallteile. In solchen Fällen verdampft der Laser die obere Lack- oder Oxidschicht und legt einen kontrastierenden Schriftzug frei. Für direkte Gravur auf unlackiertem Metall (z. B. Stahl oder Aluminium) kommen dagegen meist Faserlaser zum Einsatz, da metallische Werkstoffe die kürzere Wellenlänge von Faserlasern (~1,06 µm) deutlich besser absorbieren.

CO2-Markierlaser werden branchenübergreifend dort eingesetzt, wo nichtmetallische Materialien beschriftet werden müssen. Wichtige Anwendungsfelder finden sich u. a. in der Automobil- und Zulieferindustrie, der Medizintechnik (z. B. Kennzeichnung von Geräten und Kunststoffgehäusen), der Elektronikindustrie (Beschriftung von Leiterplatten und Bauteilen) sowie in der Verpackungs- und Konsumgüterindustrie. Typische Anwendungen sind das dauerhafte Kennzeichnen von Kunststoffen (Schalter, Gehäuse), Beschriften von Glas (Getränkeflaschen, Pharmabehälter), Direktmarkieren von Verpackungen (Kartonagen, Folien) oder Markieren organischer Materialien (z. B. Holzprodukte, Leder). Überall dort, wo schnelle, berührungslose und abriebfeste Markierungen auf solchen Materialien gefragt sind, stellen CO2-Laser eine bewährte Lösung dar.

CO2-Laserbeschrifter erzeugen hochauflösende, gestochen scharfe Markierungen, selbst bei sehr kleinen Schriftgrößen oder filigranen Grafiken. Dank präziser Strahlfokussierung und hochwertiger Optik bleiben die Markierungen klar und gut lesbar (z. B. maschinenlesbare Barcodes oder DataMatrix-Codes). Außerdem sind Laserbeschriftungen in der Regel äußerst dauerhaft: Sie sind abriebfest sowie beständig gegen Hitze, Chemikalien und UV-Licht. Diese Robustheit macht CO2-Laserkennzeichnungen ideal für den Einsatz in anspruchsvollen industriellen Umgebungen, wo hohe Qualität und langlebige Kennzeichnungen gefordert sind.

CO2-Laserbeschrifter sind für die nahtlose Integration in Fertigungsanlagen konzipiert. Sie können sowohl stationär an einem Arbeitsplatz als auch in Produktionslinien (z. B. über Förderbänder) betrieben werden. Viele CO2-Laser bieten verschiedene Strahlführungs-Optionen (z. B. 0°- oder 90°-Strahlaustritt) und wechselbare Fokussierlinsen für unterschiedlich große Markierfelder, um sich an die baulichen Gegebenheiten der Anlage anzupassen. Über Standardschnittstellen (z. B. Ethernet TCP/IP, digitale I/O für Trigger/Steuerung) lassen sie sich in bestehende Steuerungssysteme einbinden. Zudem sind Ausführungen in Schutzart IP54 oder optional sogar IP65 erhältlich – somit ist der Einsatz auch in staubigen oder feuchten Umgebungen (z. B. in der Pharma-, Lebensmittel- oder Getränkeproduktion) möglich.

CO2-Markierlaser sind sehr wartungsarm. Moderne Systeme verwenden luftgekühlte CO₂-Laserröhren, die nahezu wartungsfrei arbeiten. Anders als bei vielen herkömmlichen Beschriftungsverfahren fallen keine Verbrauchsmaterialien wie Tinte, Etiketten oder Farbbänder an – es werden lediglich Strom und ggf. Druckluft für die Kühlung/Spülung benötigt. Dadurch bleiben die Betriebskosten gering, und es entstehen keine Stillstandzeiten für Materialwechsel. Insgesamt sind CO2-Laserbeschrifter auf hohe Zuverlässigkeit im Industriealltag ausgelegt und haben sich über Jahre durch ihre geringen Wartungs- und Betriebskosten bewährt.

Industrielle CO2-Laserbeschrifter fallen in Laserklasse 4, da sie hochenergetische unsichtbare Infrarotstrahlung emittieren, die für Augen und Haut gefährlich ist. Daher müssen strenge Sicherheitsmaßnahmen eingehalten werden. In der Praxis werden CO2-Laser häufig in geschlossenen Laser-Schutzgehäusen oder Laserarbeitsplätzen (Laserklasse 1) betrieben, damit das Bedienpersonal vor direktem Laserlicht geschützt ist. Zudem ist eine wirksame Absaugung mit geeigneten Filtern nötig, da beim Laserprozess – insbesondere bei der Beschriftung von Kunststoffen – gesundheitsschädliche Dämpfe und Feinstaubpartikel entstehen können. Anwender sollten die gesetzlichen Vorschriften (z. B. DIN EN 60825 für Lasersicherheit, Arbeitsschutzrichtlinien zur Luftreinhaltung) einhalten und geschultes Personal für Betrieb und Wartung einsetzen. Bei korrekter Umsetzung aller Schutzmaßnahmen und Nutzung entsprechender zertifizierter Schutzgehäuse ist der Betrieb eines CO2-Lasers sicher und zuverlässig.

Der Hauptunterschied liegt in der Laserstrahlquelle und der Wellenlänge, was die Eignung für verschiedene Materialien bestimmt. CO2-Laser emittieren Infrarotlicht bei ~10,6 μm, das besonders gut von organischen und nichtmetallischen Werkstoffen absorbiert wird (z. B. Holz, Papier, Kunststoffe, Glas). Faserlaser hingegen erzeugen Laserlicht bei 1064 nm  und eignen sich damit ideal für Metalle sowie viele Kunststoffe mit Laseradditiven. Praktisch bedeutet dies: CO2-Laser werden bevorzugt zum Markieren von Nichtmetallen und beschichteten Materialien eingesetzt, z. B. in der Verpackungs-, Elektronik-, Automobil- und Medizintechnik für Kunststoffe, Glas, Gummi oder beschichtete Oberflächen. Faserlaser sind dagegen erste Wahl für die direkte Metallbeschriftung (Stahl, Aluminium, Edelmetalle etc.) und kommen verstärkt in Bereichen zum Einsatz, in denen hohe Markiertiefe oder maximale Präzision auf Metall gefordert sind (z. B. Medizintechnik, Werkzeug- und Maschinenbau, Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie).